人工智能時(shí)代需培養(yǎng)學(xué)生怎樣的能力

“未來人工智能環(huán)境下的課堂，可能是‘雙師型的課堂，人機(jī)交互、人機(jī)結(jié)合將成為主要形態(tài)。一堂課可能由一名教師和一個機(jī)器人共同來上，布置和批改作業(yè)、知識點(diǎn)訓(xùn)練、監(jiān)督學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)情況的分析等工作可能由機(jī)器人來完成?！痹谌涨罢匍_的第四次全國數(shù)據(jù)驅(qū)動教育改進(jìn)專題研討會上，北京師范大學(xué)中國教育創(chuàng)新研究院院長劉堅(jiān)這樣描述人工智能時(shí)代的課堂。

人工智能不能代替學(xué)習(xí)

面對席卷而來、被稱為人類“第二次零點(diǎn)革命”的人工智能浪潮，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教育界，也不那么淡定了?！耙?yàn)槿斯ぶ悄懿皇切畔⒒难永m(xù)，技術(shù)對教育的影響，正在由‘革新發(fā)展為‘革命?！敝嘘P(guān)村學(xué)院學(xué)術(shù)委員會原負(fù)責(zé)人呂文清說，“高級階段的人工智能具有類人腦的學(xué)習(xí)力和思考力，將來還能進(jìn)化到自適應(yīng)學(xué)習(xí)，在這個意義上，人工智能拓展了人的思維。人工智能改變的，不僅是教育的邊界和方式，整個教育樣態(tài)也將面臨重塑?！?/p>

不過，科大訊飛教育研究院院長孫曙輝認(rèn)為，人工智能不能代替人的思維，不能代替學(xué)習(xí)，技術(shù)也改變不了教育的本質(zhì)。因此，在當(dāng)前熱炒人工智能概念的大背景下，一定要認(rèn)清技術(shù)與教育的關(guān)系，搞清楚哪些是教育本身的問題，哪些是技術(shù)可以解決的問題。

高階認(rèn)知能力的重要性將更加凸顯

在人工智能時(shí)代，學(xué)生應(yīng)該具備怎樣的能力，才能適應(yīng)社會需求，在競爭中立于不敗之地？

教育部副部長杜占元在2017年12月召開的2017未來教育大會上提出，在機(jī)器能夠思考的時(shí)代，教育應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的5種能力，即自主學(xué)習(xí)能力、提出問題的能力、人際交往的能力、創(chuàng)新思維的能力及籌劃未來的能力。

教育部科技發(fā)展中心原主任李志民說，今天我們說知識就是力量，講的是如何學(xué)習(xí)、記憶和掌握更多的知識，講究知識的系統(tǒng)性，而在人工智能時(shí)代，知識是開放的，隨時(shí)隨地可查找、可檢索，因此，記憶知識以及知識的系統(tǒng)性不再像今天這樣重要了，學(xué)生更需要學(xué)習(xí)如何從已有的知識中挖掘出新應(yīng)用、新知識，通過已有知識學(xué)習(xí)新知識，與之對應(yīng)的知識結(jié)構(gòu)或?qū)W習(xí)過程就是思維的訓(xùn)練。

“低階認(rèn)知技能的重要性會下降，如記憶、復(fù)述、再現(xiàn)等初級信息加工任務(wù)將更多地被機(jī)器代替，而高階認(rèn)知能力的重要性會更加凸顯，如識別問題、邏輯推理、意義建構(gòu)、精致思考、自我指導(dǎo)能力等?！眳挝那逭J(rèn)為，人工智能時(shí)代應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)、計(jì)算思維素養(yǎng)、設(shè)計(jì)思維素養(yǎng)和交互思維素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的5種能力——高階認(rèn)知能力、創(chuàng)新能力、聯(lián)結(jié)能力、意義建構(gòu)能力和元認(rèn)知能力。終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)，主要基于人工智能時(shí)代需要更強(qiáng)大和持續(xù)的學(xué)習(xí)力，強(qiáng)調(diào)學(xué)會學(xué)習(xí)和建構(gòu)不斷演進(jìn)的知識框架；計(jì)算思維素養(yǎng)，主要基于學(xué)習(xí)和理解人工智能，強(qiáng)化思考的邏輯和精致?，F(xiàn)在很火的編程課程，主要是培養(yǎng)計(jì)算思維；設(shè)計(jì)思維素養(yǎng)，主要基于人工智能時(shí)代學(xué)生執(zhí)行困難任務(wù)，需要關(guān)注項(xiàng)目設(shè)計(jì)、任務(wù)設(shè)計(jì)和路徑設(shè)計(jì)等高層次管理，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會選擇、學(xué)會決策、學(xué)會判斷；交互思維素養(yǎng)，主要基于人工智能時(shí)代學(xué)生交往方式的變化，需要高級信息素養(yǎng)、媒體素養(yǎng)、溝通交流和技術(shù)倫理，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會開源共享、參與協(xié)商、組建社區(qū)等，理解復(fù)雜的相互關(guān)系。高階認(rèn)知能力，強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考、邏輯推理、信息加工等；創(chuàng)新能力，強(qiáng)調(diào)好奇心、想象力和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新人格等；聯(lián)結(jié)能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)會統(tǒng)籌、組織資源、建立聯(lián)系，特別是包括人工智能在內(nèi)的多個空間的聯(lián)結(jié)；意義建構(gòu)能力，強(qiáng)調(diào)社會情感、責(zé)任意識和高感性、高概念等要素；元認(rèn)知能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)自我認(rèn)知、自我監(jiān)控和自我指導(dǎo)。

“我認(rèn)為，沒有什么能力是貼有人工智能時(shí)代專屬標(biāo)簽的。隨著時(shí)代的發(fā)展，人類已有的知識和經(jīng)驗(yàn)變得不重要，而培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、高階思維、創(chuàng)新能力等，這些要求無論在哪個時(shí)代都是需要的、共通的、不會過時(shí)的。”孫曙輝說。

未來的學(xué)習(xí)將更加個性化

未來的學(xué)習(xí)，在哪兒學(xué)、跟誰學(xué)、怎么學(xué)？原有的概念可能都會被顛覆。教育又該如何作出調(diào)整，以適應(yīng)新的時(shí)代要求？呂文清認(rèn)為，人工智能時(shí)代對學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、能力層級甚至心智模式，都提出了新的需求。在教學(xué)上，人工智能時(shí)代要以“思維教學(xué)”為主線，既強(qiáng)調(diào)基于認(rèn)知能力的信息加工、分析綜合、邏輯推理等高階思維的培養(yǎng)，還要增加和突出計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維和交互思維的培養(yǎng)。具體落點(diǎn)上，要強(qiáng)調(diào)概念性知識、方法性知識和價(jià)值性知識的教學(xué)，要注重教原理、教統(tǒng)籌、教大觀點(diǎn)、教元認(rèn)知等不可替代的知識，也就是高階認(rèn)知和高階學(xué)習(xí)。

人工智能對于當(dāng)前的教育，不只是顛覆和沖擊，也會帶來促進(jìn)和改良。李志民說，人工智能時(shí)代的教育管理，無論是宏觀層面還是微觀層面，都更容易做到精細(xì)化，對教師的評價(jià)會更加全面而科學(xué)；可以根據(jù)每個學(xué)生的智力程度和思維習(xí)慣以及學(xué)習(xí)方式進(jìn)行教學(xué)，實(shí)現(xiàn)真正的個性化學(xué)習(xí)和因材施教。

據(jù)了解，目前許多中小學(xué)已開設(shè)編程、3D打印技術(shù)等與人工智能相關(guān)的課程，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣特別濃厚。一些學(xué)校還以社團(tuán)和選修課的形式推進(jìn)機(jī)器人、智能汽車、計(jì)算機(jī)編程等課程的開設(shè)與完善，提升學(xué)生信息化素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)科知識融合。

人工智能時(shí)代，學(xué)生獲得知識及能力、素養(yǎng)的提升途徑無疑會更多元，其中互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮的作用會更大。而人工智能的應(yīng)用，會讓教師從機(jī)械重復(fù)的工作中解放出來，去做更有價(jià)值的工作。孫曙輝認(rèn)為，在中小學(xué)開設(shè)編程等人工智能相關(guān)課程，有助于訓(xùn)練學(xué)生的思維方式，但主要意義在于普及相關(guān)科學(xué)知識，并不能幫助學(xué)生“贏在起跑線”。目前，很多所謂人工智能的應(yīng)用，包括一些針對職業(yè)人群的人工智能培訓(xùn)，都是炒作概念的“偽人工智能”，人工智能在短期內(nèi)尚難發(fā)展到較為高級的階段。當(dāng)前市場上已經(jīng)出現(xiàn)針對中小學(xué)生的打著“人工智能”旗號的相關(guān)培訓(xùn)班，家長完全沒必要怕“掉隊(duì)”，在現(xiàn)階段，保持清醒的頭腦，不盲目跟風(fēng)至關(guān)重要。